基于RF-SFLA-SVM的装配式建筑高空作业工人不安全行为预警

为有效预警装配式建筑高空作业工人不安全行为的发生趋势或状态,增强对装配式建筑工人不安全行为(PBWUBs)的管控,采用随机森林(RF)-混合蛙跳算法(SFLA)-支持向量机(SVM)模型,开展工人不安全行为预警研究。首先,采用SHEL模型分析处于高空作业危险中的PBWUBs的影响因素,并通过RF确定关键预警指标;然后,采用SFLA对SVM的参数进行寻优改进;最后,利用RF-SFLA-SVM预警高空作业PBWUBs,提出应对措施,并与其他预警模型对比。研究结果表明:基于RF-SFLA-SVM预警高空作业PBWUBs,准确率最高,为91.67%,与其他模型的预警性能相比,最高提升14%。研究结果可为高空作业PBWUBs的防控提供参考。

五宝场硬塑性地层斧形曲面PDC齿破岩性能研究

为解决川东油气钻井中五宝场沙溪庙组硬塑性地层PDC钻头磨损严重、起下钻频繁的问题,开展了斧形曲面PDC齿在硬塑性地层破岩性能的研究。首先采用X射线衍射试验与三轴力学试验分别获取该地层岩石性质和力学参数,然后采用有限元仿真与试验相结合的方法开展斧形曲面PDC齿破岩性能研究。研究结果表明:斧形曲面PDC齿主要以剪切、挤压、犁切共同作用破岩;相较于常规PDC齿,斧形曲面PDC齿有更强的吃入岩石的能力和稳定性,能有效减小钻头异常振动,提高钻头寿命,并在不同磨损高度(0~3 mm)时,破岩比功降低2.2%~8.2%;根据试验得到斧形曲面齿较常规齿破岩性能提高了11.39%,且试验与仿真平均切削力误差仅为7.46%,验证了仿真模型的正确性。本研究表明斧形曲面PDC齿在硬塑性地层对提高破岩性能具有重要意义。

大采高工作面柔模沿空留墙掘巷技术

柔模混凝土沿空留巷技术已应用多年,在中厚煤层和薄煤层开采下均取得了较好的支护效果,但在厚煤层大采高工作面,因巷道高、巷旁支护压力大、混凝土早期强度低易受压损坏难以有效支撑顶板。大采高工作面矿压显现剧烈,巷旁维护难度大,故此提出一种新型的预浇墙柔模混凝土沿空留墙掘巷新技术,即在上工作面回采前,刷煤扩帮后提前预浇柔模混凝土墙体,提高煤帮整体支撑力的同时,解决柔模混凝土墙短期无法有效承载顶板来压的难题;待回采一定距离后,再沿墙滞后掘进下工作面回采巷道,且掘进方向与上工作面回采方向一致,缓解接续紧张,最终实现无煤柱开采。以王庄煤业3503工作面回采留设预浇墙为工程背景,建立了沿空留墙掘巷围岩结构力学模型,理论计算得出墙体力学支护参数,并通过现场应用验证了该技术的可实施性。结果表明:理论计算分析确定了墙体高宽比为5 m×1.5 m,混凝土强度C30即可满足留墙支护要求;沿墙掘进巷道总体变形量小,顶底板和两帮最大移近量仅为260 mm和125 mm,墙体最大受压18 MPa,小于墙体自身承载力;下工作面临近巷道掘进115 m后即趋于稳定。该技术应用全阶段效果良好,满足巷道使用要求,有效解决了大采高工作面沿空留巷重大技术难题,也可为相似工况无煤柱开采提供技术借鉴。

厚煤层大采高综采面顶板破断规律及机理研究

以杭来湾煤矿首个大采高30201工作面为例,通过数值模拟、理论分析和现场实测的方法,分别对工作面开采过程中顶板破断规律进行研究。基本顶以“悬臂梁”、“砌体梁”的结构形式周期发生破断,造成工作面大、小周期来压显现。建立了工作面顶板力学模型,给出来压步距的计算方法。现场实测表明最大步距67.6 m是平均步距34.4 m的1.97倍,说明约2次小周期来压才有1次大周期来压。

电子森林罗盘仪的研发与试验

树高和树木位置是森林经营决策中重要的指标,常用于估计森林生长量、树龄、材积、生物量和碳储量等立木参数,其精度对立木质量的评价及森林生长的预测分析影响较大。为解决当前森林调查仪器价格昂贵、移动不便、测量周期长、人力耗损大等问题,基于三维电子罗盘和激光测距雷达研发了一种电子森林罗盘仪。该仪器设计了嵌入式软硬件,开发了与之配套的Android端应用,实现了树高和树木位置数据测量的电子化和数字化。为验证仪器的精准度与效率,选取59株立木进行试验。结果表明:在精准度上,方位角的绝对误差均值为4.5°,树高的相对精度为96.95%;在作业效率上,该仪器约为全站仪的2倍。该仪器携带方便、制造成本低、内外业一体化,能够满足国家森林资源连续清查中的测量精度要求,在森林资源调查中具有广阔的应用前景。

系泊船舶动力响应特性试验研究

油码头运营过程中波浪对船舶系泊安全有较为明显的影响,特别是9s以上的涌浪,针对这一过程中可能存在的位移和断缆风险,通过开展物理模型试验,讨论波浪对船舶-缆绳-护舷组成的系泊系统的响应规律。结果表明:在试验条件下,横荡运动和横摇运动是限制船舶是否可以作业的控制条件;在所有缆绳中,横缆的受力最大,更易发生断缆,需要工作人员在作业时多关注,及时调整。此外,根据运动量和系缆力的限制条件,对船舶的最大允许作业波高进行了评估,试验结果可为油码头船舶系泊安全提供依据。

BIM在非标准高处作业吊篮外墙施工中的应用

亦庄同仁医院(同仁医院南区)配套项目存在工期紧张、建筑集中、局部占地面狭小、高低跨落差大、交叉作业多等问题,基于现场实际条件,采用BIM在酒店外墙保温及涂料施工前对吊篮的屋面布置、全高行程路线进行施工模拟,通过碰撞检测,可直观地展示各部件组成及虚拟正确位置,以保证施工质量和安全,提高施工效率,达到节省成本、缩短工期的目的。

天然气输气站场高处作业跌落事故事件树分析

高处作业作为天然气输气站场主要危险作业之一,长期以来一直影响着天然气管道运输的安全生产。文章在对国家管网西部管道公司天然气输气站场高处作业跌落事故进行安全评价分析的基础上,了解了管道运营维检修中存在的主要安全问题,并针对跌落事件利用事故树进行了分析。这厘清了管道运输生产系统中的薄弱环节,为天然气管道的安全管理提供科学的决策依据,更好地预防伤亡事故的发生。

支座垫石施工高处作业安全防护措施研究

桥梁工程是交通设施的重要组成部分,其中支座垫石的施工是关键环节之一,通常会涉及到高空作业。高空作业存在显著的安全风险,特别是存在工人坠落的危险。目前,针对我国建筑行业的高空作业安全防护系统仍存在明显不足。为了降低安全事故的风险并确保高空作业人员的安全,本文以银昆高速公路范家川大桥支座垫石施工作为研究对象,从高处作业安全的角度出发,分析了高空作业防护现状及主要原因,提出了相应的安全防护措施和对策,以有效减少支座垫石施工过程中的安全隐患,为我国建筑行业高空作业安全问题提供新的参考思路。

超大采高工作面主回撤通道支护参数优化研究

主回撤通道围岩控制质量的好坏直接影响工作面撤出效率以及矿井安全生产。为了进一步优化回撤通道支护方案,提高支护效率,以神东矿区大柳塔矿52501主回撤通道为例,采用FLAC3D数值模拟方法,对末采阶段回撤通道围岩塑性破坏区演化规律开展研究,给出了末采阶段主动支护的作用范围及效果,提出主动支护优化的可行性。进一步对现有回撤通道支护方案进行优化,并在相邻工作面主回撤通道进行应用。研究结果表明:优化后巷道正帮和副帮变形量分别为302 mm和73 mm,较原方案变形量增加了5.9%和7.3%;顶板的变形量为236 mm,较原方案增加了4.8%。优化方案支护参数仍然可使主回撤通道保持稳定,并且支护强度适度降低,使得成本大幅下降,效率提高。

大采高工作面破碎顶板注浆加固技术应用

以慈林山煤矿3109大采高工作面为工程实例,为解决该工作面在遇断层和超前支撑应力、构造应力耦合状态下,其破碎岩体容易发生超前冒顶和片帮的问题,针对性设计注浆方案与选定注浆浆液;工程实践表明,该工作面破碎区域注浆效果良好,实现了安全推采,提高了生产效率。

大采高工作面局部煤壁片帮特征思考

本文以大采高工作面为研究对象,主要对大采高工作面的局部片帮特征展开分析。在大采高工作面开采期间,容易出现工作面局部煤壁片帮的情况,这种情况会严重影响大采高工作面的稳定性和可靠性。所以需要在大采高工作面开采期间对局部煤壁片帮特征进行分析,再采取适宜的防治措施,保证大采高工作面能保持较好的开采水平,推动大采高工作面开采工作的顺利进行,满足矿业企业的发展需求。

双曲面弧形超高檐口高处作业阶梯式吊架技术

厦门某新建高铁站站房工程屋盖檐口为双曲面弧形结构,其复杂的檐口结构和独特的造型给现场施工带来了不少的高处作业风险。为确保高处作业时人员的安全,檐口施工采用了阶梯式吊架技术,该施工技术主要包括组装吊架平台、将吊架平台固定于桁架上、搭设双排檐口防护架和搭设剪刀撑等工艺流程,具有施工速度快、节约成本等优点,施工技术还通过设置防滑措施、吊架增强稳定措施和荷载不均匀情况下的安全措施,为高空作业人员的生命安全提供有利保障。

深部大采高工作面沿空留巷围岩控制技术

综采工作面沿空留巷经历多次采动影响,矿压显现较为强烈,围岩变形量大,极易造成巷道围岩失稳。为了研究大采高工作面沿空留巷围岩控制问题,以某矿1313工作面留巷为研究背景,通过理论分析、数值模拟、现场实践等方法,分析沿空留巷围岩运动特征,提出“支-卸平衡”巷道围岩协同控制技术;加强了巷道围岩支护强度,改善了巷道围岩的应力环境。通过现场工程实践验证,1313工作面留巷的巷道顶底板变形量为246 mm,两帮变形量为442 mm,巷道表面没有明显的鼓出现象,巷道围岩变形量满足作业规程的相关规定。

综采工作面液压支架测高传感器设计

针对综采工作面液压支架高度测量困难和可靠性、稳定性差等问题,设计了一种基于帕斯卡定律的液压支架测高传感器。该测高传感器内置一根细长液管,液管中充满甲基硅油,测高传感器两端安装压力传感器,通过测量密闭液管的两端压力,得到测高传感器两端位置的高度差。甲基硅油在环境温度变化时具有明显的热胀冷缩特性,会引起密闭空间内的压力急剧变化,影响测量精度,提出了一种补偿方法:采用波纹管存储一部分甲基硅油,利用波纹管自身的弹性补偿甲基硅油热胀冷缩造成的体积变化;并在软件中通过算法校准甲基硅油体积变化带来的密度变化,从而确保测高传感器的测量精度。试验结果表明:测高传感器可工作在0~40℃环境下,测量误差在4 cm以内。在薄煤层、中厚煤层综采工作面液压支架的现场应用结果表明:与人工测量结果相比,测高传感器的高度测量误差在5 cm以内,说明该传感器可靠性较高。

大采高工作面小煤柱沿空掘巷煤柱宽度优化及围岩控制技术研究

以马泰壕矿3103辅运顺槽为研究对象,采用现场监测、内外应力场和极限平衡区理论、数值模拟等相结合方法,对大采高工作面小煤柱沿空掘巷煤柱宽度进行研究。研究表明:现场监测煤柱支承压力分布规律,最终初步设计沿空掘巷留设小煤柱宽度为6~10 m;理论计算显示,小煤柱宽度合理范围为6.0~8.1 m;数值模拟表明,煤柱宽度大于6 m时,煤柱具有一定承载能力,煤柱上方和巷道顶板出现核心弹性区,有利于发挥锚固作用,煤柱宽度越大,应力集中现象越明显,综合考虑小煤柱宽度为6 m。基于此,提出了“锚网索支护+卸压+滞后沿空侧注浆加固+回采期间周期来压附近补强支护”围岩控制技术,现场应用效果良好。

基于数据融合的高处作业物联网智能安全培训技术

针对石化培训智能化程度低、沉浸效果差的问题,提出了一种基于软硬件设计与数据融合算法的新型物联网培训系统。首先,开发了一系列用于智能培训系统的硬件设备:硬件功能包含数据交换,语音播放,数据采集等功能;针对便携式硬件的续航问题,提出了WIFI+LoRa通讯方式,不仅提升了设备续航,还能够保证通讯的稳定性。然后,开发了一套智能培训系统信息管理平台:平台包含信息存储、信息读写、通讯等多项功能。最后,提出了基于D-S证据理论的工人行为判断方法。经过实验对高处作业物联网培训系统在行为识别的准确度,硬件设备续航以及通讯可靠性方面进行了有效性验证。实验结果表明,物联网培训系统的识别准确度可达到80%以上,数据通讯能力与传统设备相比相差不大,设备续航性能更优。该系统为石化行业技术人员提供了更加智能化的沉浸式培训平台。

一种高空作业安全带闭锁自动告警装置的研制与应用

目前电力系统中的输电、配电线路大部分都是由架空线路组成,在线路的建设、运维阶段,都需要作业人员系安全带在杆塔上进行高空作业。近年来,作业人员高空坠落导致的事故时有发生,如何有效管控高空作业风险成为了亟待解决的难题。因此,设计一种高空作业安全带的闭锁自动告警装置,及时有效提醒高空作业人员系好安全带,满足高空作业安全保障需求。

阜生煤业大采高工作面合理支架工作阻力分析

为论证阜生煤业1208大采高工作面支架阻力的合理性,通过理论计算,得出1208工作面支架工作阻力不应低于9158.1 kN,再采用数值模拟分析工作面围岩变形与支架载荷情况,最终确定合理的支架阻力为12000 kN;现场应用表明,回采期间,工作面平均来压步距为14 m,支架工况良好,煤壁稳定性较高,满足工作面安全高效生产需求。